Das Coronavirus Sars-CoV-2 wird vor allem über virushaltige Tröpfchen und Aerosole übertragen, die von infizierten Personen beim Husten, Niesen, Sprechen und Atmen ausgestoßen werden. Insbesondere in Innenräumen sind die infektiösen Aerosole ein Problem, da sie anders als größere Tröpfchen nicht rasch zu Boden sinken, sondern über längere Zeit in der Luft bleiben. Bekannt ist, dass sich Sars-CoV-2, ebenso wie viele andere Krankheitserreger, mit Hilfe von UV-C-Strahlung abtöten lässt. Dieses extrem kurzwellige UV-Licht kann jedoch beim Menschen Haut- und Augenschäden verursachen und gilt als krebserregend. Daher kam UV-C-Strahlung bislang vor allem in geschlossenen Systemen zum Einsatz.
Gebündeltes UV-C-Licht
Ein Team um Andreas Wieser von der Ludwig-Maximilians-Universität München nutzt nun UV-C-Licht für eine Art unsichtbare Schutzwand, die die Ausbreitung von Sars-CoV-2 und anderen Krankheitserregern in Innenräumen eindämmen soll und dabei zeitgleich eine uneingeschränkte Bewegungsfreiheit im Raum ermöglichen soll. „Unser System kann man wie eine Lampe an der Decke aufhängen, um Räume abzutrennen“, erklärt Wieser. „Das UV-C-Licht strahlt gebündelt nach unten ab. Wie mit einem Schutzvorhang werden dabei Pathogene inaktiviert, sobald sie auf Aerosol-Partikeln ‚hindurchschweben‘.“ Da das UV-C-Licht das Erbgut der Krankheitserreger zerstört, wirkt es gleichermaßen gegen alle Varianten des Virus.
Eine Herausforderung bei dem Projekt war, das UV-C-Licht so zu bündeln, dass es nicht aus dem dafür vorgesehenen Bereich abstrahlt. Gelöst haben die Forscher dieses Problem mit Hilfe von Reflektoren innerhalb des Systems sowie UV-absorbierenden Elementen auf dem Boden. Auf diese Weise können rechtliche Vorgaben wie Grenzwerte für UV-Strahlung am Arbeitsplatz eingehalten werden. Damit sich die Menschen im Raum ungehindert bewegen können – auch durch die unsichtbare Trennwand hindurch – hat das System zusätzlich eine automatische Abschalteinrichtung: Sobald sich ein Gegenstand oder ein Körperteil dem Strahlungsbereich nähert, schaltet sich die UV-Strahlung aus und geht erst wieder an, wenn der Strahlungsbereich frei ist.
Schutzwand und Luftfilter
Die Schutzwirkung ihres Systems haben die Forscher mit verschiedenen Modellorganismen geprüft, darunter neben Sars-CoV-2 auch die Bakterien E. coli und Staphylococcus aureus. Als Luftgeschwindigkeit nahmen sie zehn Zentimeter pro Sekunde an. Etwa so schnell bewegt sich die Luft in einem Meter Entfernung von einem Menschen, der gerade geniest hat. Durchquerten Sars-CoV-2, E. coli und S. aureus den UV-Vorhang mit dieser Geschwindigkeit, wurden mehr als 99 Prozent von ihnen inaktiviert. „In den meisten Räumen wird eine geringere Luftbewegungsgeschwindigkeit vorherrschen, was zu einer noch höheren Inaktivierungsrate führt“, schreiben die Forscher.
